مليون فجوة للحصول على بطاريات أطول عمراً

ابتكر الباحثون في جامعة ميريلاند بنية صغيرة واحدة تتضمن جميع مكونات البطارية العادية، حيث بينوا أن هذه البطارية هي أقصى تصغير لحد الآن لعناصر تخزين الطاقة.

تدعى هذه البنية بالثقب النانوي (nanopore) : وهي عبارة عن ثقب صغير ضمن صفيحة سيراميكية تحوي إلكتروليت* ينقل الشحنة الكهربائية بين الأقطاب النانوية من جهة إلى الجهة الأخرى. بالرغم من كون هذا الجهاز مازال تحت الاختبار إلا أن تلك البطارية الصغيرة أثبتت أنها تعمل بكفاءة جيدة. تقول جينيون ليو وهي طالبة دراسات عليا في علوم وهندسة المواد ، أنه يمكن شحن تلك البطارية بمدة قياسية قدرها 12 دقيقة كما يمكن شحنها وتفريغها آلاف المرات.

يمكن وضع الملايين من هذه الفجوات النانوية في بطارية واحدة بحجم طابع بريدي. أحد أهم أسباب نجاح هذا المشروع حسب اعتقاد الباحثين هو أن الثقوب النانوية متماثلة في الشكل مع بعضها البعض مما يسمح لهذه البنية بتشكيل بطاريات صغيرة جداً متراصّة بشكل فعال.

أوضحت عمليات المحاكاة التي أظهرتها الينور جيليت إحدى المشاركين في هذا المشروع أن التصميم المبتكر والفريد للثقوب النانوية لهذه البطارية هو المسئول عن نجاحها بشكل كبير . حيث أن الفراغ الموجود داخل هذه الثقوب النانوية هو فراغ صغير جداً بحيث أن الفراغ الكلي لمجموعة كبيرة منها لا يتجاوز في مجمله حجم حبة من الرمال.

وبعد أن استعرض العلماء قدرة هذه البطارية على العمل بكفاءة وتحققو من صحة المبدأ المستخدم فقد استطاعوا أن يحددوا التحسينات التي تجعل النسخة المقبلة لتلك البطارية ذات قوة وكفاءة أكثر بعشر أضعاف من البطارية الحالية. أما بالنسبة للخطوة المستقبلية للتسويق فهي تتضمن تخطيط المخترعين لاستراتيجيات تصنيع هذه البطاريات بكميات كبيرة.

تعاون في هذا المشروع مجموعة من الكيميائيين وعلماء المواد ، سبعة منهم حاصلين على شهادة الدكتوراه واثنان منهم من الخريجين. حيث تم تمويل هذا البحث من قبل وزارة الطاقة الاميركية.

المصدر: هنا